一种钛合金钝化液及其制备方法与流程

本发明涉及钛合金钝化液，具体涉及一种钛合金钝化液及其制备方法。

背景技术：

1、钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属，是一种强度高、耐蚀性好、耐热性高的结构金属，主要用于制造飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件；

2、钝化液能使金属表面呈钝态的溶液，一般用于镀锌、镀镉、镀钛和其他镀层的镀后处理，目的是在镀层表面形成能阻止金属正常反应的表面状态，提高其抗蚀性，并增加产品美观，使用钛合金钝化液对钛合金钝化后，会在钛合金的避免形成一层膜层，能够提高使钛合金表面的抗腐蚀性。

3、现有技术中的钛合金钝化液对钛合金钝化后，在钛合金表面形成的膜层与钛合金之间的附着力低，膜层容易从钛合金上脱落，并且膜层的保护时间不持久，耐腐蚀保护时间短，使用寿命短，同时在高温和高酸的使用情况下，膜层的缓蚀性能差。因此，亟需设计一种钛合金钝化液及其制备方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钛合金钝化液及其制备方法，以解决现有技术中的上述不足之处。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种钛合金钝化液，包括以下重量份的组分：

4、无机盐：13-45份；

5、双酚a环氧二丙酸酯：15-26份；

6、改性甲基丙烯酸缩水甘油酯：11-23份；

7、改性磷酸纳米纤维素：8-31份；

8、有机缓蚀剂：5-9份；

9、无机缓蚀剂：6-11份；

10、纳米填料：4-17份；

11、成膜助剂：2-7份；

12、防腐剂：10-35份；

13、增效剂：1-10份；

14、水：10-100份。

15、进一步地，所述改性甲基丙烯酸缩水甘油酯包括以下原料：单宁酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯水、对苯二酚和乙酸乙酯；

16、所述改性甲基丙烯酸缩水甘油酯的制备步骤为：

17、a.将单宁酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、水和苯二酚以质量比为1:8:1：0.1进行混合、搅拌，搅拌的转速为100-200r/min，搅拌时间为5-7min；

18、b.利用乙酸乙酯对a步骤得到混合液进行萃取并取上层有机相，经减压旋蒸，即可得到改性甲基丙烯酸缩水甘油酯。

19、进一步地，所述改性磷酸纳米纤维素包括以下原料：干燥的竹浆纸、磷酸、尿素、水和氢氧化钠；

20、所述改性磷酸纳米纤维素的制备步骤为：

21、a.将干燥的竹浆纸粉碎后和水混合，使用均质仪对竹浆混合液进行处理，得到竹浆；

22、b.将竹浆、磷酸、尿素和水进行混合得到竹浆混合液，用超声破碎仪对竹浆混合液进行破碎处理，然后再加入水进行稀释，得到竹浆混合悬浮液；

23、c.在竹浆混合悬浮液中加入氢氧化钠，对竹浆混合悬浮液的ph值进行调整，然后进行搅拌和过滤，得到沉淀物，对沉淀物进行干燥得到改性磷酸纳米纤维素。

24、进一步地，所述纳米填料为纳米二氧化硅和纳米氧化锆的混合物。

25、进一步地，所述防腐剂的制备步骤为：

26、a.将水与聚乙烯醇混合并加热至60℃，然后自然冷却至室温，再加入聚四氟乙烯乳液，并搅拌均匀，制成纺丝浸泡溶液，将纺丝浸泡溶液进行静电纺丝得到初生纤维，对初生纤维进行烧结，得到纺丝纤维；

27、b.将壳聚糖溶解、醋酸液、甘油、戊二醛和氯化钙混合，搅拌均匀，制得壳聚糖溶液，使用海藻酸钠水溶液对纺丝纤维浸泡，浸泡5-8min，使纺丝纤维完全被海藻酸钠水溶液浸透，浸泡后取出并晾干，再将壳聚糖溶液喷涂在纺丝纤维表面，然后使用热风对纺丝纤维干燥，干燥后粉碎，得到防腐剂。

28、进一步地，所述有机缓蚀剂为羟基亚乙基二膦酸和二氨基三氮杂茂的混合物，且羟基亚乙基二膦酸和二氨基三氮杂茂的质量比为1.5：1。

29、进一步地，所述无机缓蚀剂为高铁酸钾、高碘酸钾和硝酸铈的混合物，且高铁酸钾、高碘酸钾和硝酸铈的质量比为1:2:1。

30、进一步地，所述增效剂为过氧化乙酰和过氧化二癸酰的其中一种。

31、进一步地，所述无机盐为硅酸钠、硼酸钾、锰酸钾、溴酸钠、锡酸钠的其中一种或多种混合。

32、此外，一种钛合金钝化液的制备方法，包括所述的一种钛合金钝化液，还包括以下制备步骤：

33、s1、将双酚a环氧二丙酸酯、改性甲基丙烯酸缩水甘油酯、改性磷酸纳米纤维素和水加入到混合罐的内部混合，并进行加热，温度在55-90℃，搅拌的速率130-260r/min，搅拌的时间为1-2h，得到混合液a；

34、s2、将无机盐倒入到s1中得到的混合液a中，继续搅拌25-45min，使用均质仪进行处理，得到混合液b；

35、s3、在s2中得到的混合液b中加入有机缓蚀剂、无机缓蚀剂、纳米填料、防腐剂和增效剂并搅拌均匀，然后慢慢滴加成膜助剂，滴加的速率为每分钟滴加30次，边滴加成膜助剂时边搅拌，最后再进行过滤，得到混合液c；

36、s4、最后将氢氧化钠加入到混合液c中，调整混合液c的ph值，将ph值调整为6～7，得到钛合金钝化液。

37、在上述技术方案中，本发明提供的一种钛合金钝化液及其制备方法，

38、1.通过采用的防腐剂、改性甲基丙烯酸缩水甘油酯、改性磷酸纳米纤维素，防腐剂由壳聚糖包覆聚四氟乙烯纤维制成，随着钛合金的使用，膜层上的壳聚糖不断降解，随着壳聚糖的降低，其内部包覆的聚四氟乙烯纤维会释放，而聚四氟乙烯纤维具有较强的耐腐蚀性能，能够增加膜层的长效防腐蚀效果，使用寿命长，采用改性甲基丙烯酸缩水甘油酯改善了单宁酸的树脂相容性，采用竹浆制作得到的改性磷酸纳米纤维素反应条件要求低，更安全，并且无污染，更加环保，并且改性甲基丙烯酸缩水甘油酯和改性磷酸纳米纤维素二者配合，能够大大的提升膜层与钛合金之间的附着力，使得膜层不易从钛合金上脱落；

39、2.通过采用的有机缓蚀剂、无机缓蚀剂、纳米填料，无机缓蚀剂能够在钛合金的表面迅速形成骨架，利用有机缓蚀剂在骨架表面和缝隙中形成膜层，再利用成膜助剂填充，可以构筑牢固的保护层，能够增强膜层的缓蚀性能，进而能够提高对钛合金的缓腐蚀性能；

40、3.通过采用的无机盐和增效剂，添加无机盐的钝化膜层能够有效阻隔高度酸液与钛合金的接触，进而能够能够抑制高度酸液对钛合金的腐蚀，因钛合金在高温高酸的使用环境下反应剧烈，溶解快，但是增强剂能够促进物添加无机盐的钝化膜层在钛合金的表面快速成膜，可以提高膜层的致密性和完整性，进而能够提高钛合金在高温高酸使用环境中的耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种钛合金钝化液，其特征在于，包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述改性甲基丙烯酸缩水甘油酯包括以下原料：单宁酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯水、对苯二酚和乙酸乙酯；

3.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述改性磷酸纳米纤维素包括以下原料：干燥的竹浆纸、磷酸、尿素、水和氢氧化钠；

4.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述纳米填料为纳米二氧化硅和纳米氧化锆的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述防腐剂的制备步骤为：

6.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述有机缓蚀剂为羟基亚乙基二膦酸和二氨基三氮杂茂的混合物，且羟基亚乙基二膦酸和二氨基三氮杂茂的质量比为1.5：1。

7.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述无机缓蚀剂为高铁酸钾、高碘酸钾和硝酸铈的混合物，且高铁酸钾、高碘酸钾和硝酸铈的质量比为1:2:1。

8.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述增效剂为过氧化乙酰和过氧化二癸酰的其中一种。

9.根据权利要求1所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，所述无机盐为硅酸钠、硼酸钾、锰酸钾、溴酸钠、锡酸钠的其中一种或多种混合。

10.一种钛合金钝化液的制备方法，包括权利要求1-9中任意一项所述的一种钛合金钝化液，其特征在于，包括以下制备步骤：

技术总结本发明公开了一种钛合金钝化液及其制备方法，该钛合金钝化液包括以下重量份的组分：无机盐：13‑45份；双酚a环氧二丙酸酯：15‑26份；改性甲基丙烯酸缩水甘油酯：11‑23份；改性磷酸纳米纤维素：8‑31份；有机缓蚀剂：5‑9份；无机缓蚀剂：6‑11份；纳米填料：4‑17份；成膜助剂：2‑7份；防腐剂：10‑35份；增效剂：1‑10份；水：10‑100份。本发明有益效果：防腐剂由壳聚糖包覆聚四氟乙烯纤维制成，随着钛合金的使用，膜层上的壳聚糖不断降解，随着壳聚糖的降低，其内部包覆的聚四氟乙烯纤维会释放，而聚四氟乙烯纤维具有较强的耐腐蚀性能，能够增加膜层的长效防腐蚀效果，使用寿命长，采用改性甲基丙烯酸缩水甘油酯改善了单宁酸的树脂相容性，采用竹浆制作得到的改性磷酸纳米纤维素反应条件要求低。技术研发人员：谢修性,陆碧红受保护的技术使用者：深圳市钝化技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18